(57)【要約】本発明は排気ガスターボチャージャの羽根車に関する。該羽根車（１）は、前記排気ガスターボチャージャ（３）のハウジングの中に回転軸心（４）を中心として回転可能に支持され、羽根車ハブ（６）を備え、該羽根車ハブ（６）は羽根車背面板（７）と該羽根車背面板（７）から間隔を置いて設けられた羽根車正面板とを有し、前記羽根車ハブ（６）上に、前記羽根車背面板（７）と前記羽根車正面板との間を延在する複数枚の羽根車翼（５）が形成されており、前記複数枚の羽根車翼（５）のうちの第１翼（８）と、該第１翼（８）の隣に位置する前記複数枚の羽根車翼（５）のうちの第２翼（９）との間に形成された翼間流路（１０）にバランス修正用削刻部（１２）が形成されている。以上において、本発明によれば、前記バランス修正用削刻部（１２）の幅（Ｂ）が前記バランス修正用削刻部（１２）の長さ（Ｌ）より小さい。本発明は更に、かかる羽根車を備えた排気ガスターボチャージャと、かかる排気ガスターボチャージャの回転体アセンブリのバランス修正方法とに関する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスターボチャージャ（３）のハウジングの中に回転軸心（４）を中心として回転可能に支持された排気ガスターボチャージャの羽根車であって、該羽根車（１）は、羽根車背面板（７）と該羽根車背面板（７）から間隔を置いて設けられた羽根車正面板とを有する羽根車ハブ（６）を備え、前記羽根車ハブ（６）上に、前記羽根車背面板（７）と前記羽根車正面板との間を延在する複数枚の羽根車翼（５）が形成されており、前記複数枚の羽根車翼（５）のうちの第１翼（８）と、該第１翼（８）の隣に位置する前記複数枚の羽根車翼（５）のうちの第２翼（９）との間に形成された翼間流路（１０）にバランス修正用削刻部（１２）が形成されている排気ガスターボチャージャの羽根車において、
前記バランス修正用削刻部（１２）の幅（Ｂ）が前記バランス修正用削刻部（１２）の長さ（Ｌ）より小さく、前記幅（Ｂ）は前記長さ（Ｌ）の全長に亘って略々一定であることを特徴とする排気ガスターボチャージャの羽根車。
【請求項２】
前記バランス修正用削刻部（１２）は湾曲形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の羽根車。
【請求項３】
エンジンなどに用いられる排気ガスターボチャージャにおいて、該排気ガスターボチャージャ（３）は該排気ガスターボチャージャ（３）のハウジングの中に回転可能に支持された回転体アセンブリ（２）を備え、該回転体アセンブリ（２）は回転軸と、該回転軸に一体回転するように取付けられた請求項１又は請求項２記載の羽根車（１）とを備えることを特徴とする排気ガスターボチャージャ。
【請求項４】
排気ガスターボチャージャ（３）のハウジングの中に回転可能に支持され、羽根車（１）を備える回転体アセンブリ（２）のバランス修正方法であって、前記羽根車（１）は、該羽根車（１）の羽根車ハブ（６）上に設けられた複数枚の羽根車翼（５）を備え、前記複数枚の羽根車翼（５）のうちの少なくとも１枚の第１翼（８）と、該第１翼（８）の隣に位置する前記複数枚の羽根車翼（５）のうちの第２翼（９）との間に、流路底面（１１）を有する翼間流路（１０）が形成されており、前記流路底面にバランス修正用削刻部（１２）を形成することでバランス修正を行うバランス修正方法において、
加工工具または前記羽根車（１）を前記羽根車（１）の周方向に移動させて、幅（Ｂ）よりも長さ（Ｌ）の方が大きいバランス修正用削刻部（１２）を形成することを特徴とするバランス修正方法。
【請求項５】
材料を削り取る加工を施すことで前記バランス修正用削刻部（１２）を形成することを特徴とする請求項４記載のバランス修正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲における請求項１の前段部分に記載した種類の排気ガスターボチャージャの羽根車、請求項３に記載の排気ガスターボチャージャ、及び請求項４の前段部分に記載した種類の排気ガスターボチャージャの回転体アセンブリのバランス修正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、羽根車を備えた排気ガスターボチャージャの回転アセンブリが開示されている。その羽根車は複数枚の羽根車翼を備えており、それら羽根車翼は、羽根車背面板と、該羽根車背面板から間隔を置いて設けられた羽根車正面板とを有する羽根車ハブ上に設けられている。羽根車には、その羽根車背面板上に円弧形状のバランス修正用削刻部が形成されている。
【０００３】
また、バランス修正用削刻部を形成する位置を、羽根車背面板と羽根車正面板との間の羽根車ハブ上とすることも公知である。この場合、バランス修正用削刻部は２枚の羽根車翼の間に形成された翼間流路の、その流路底面上に形成される。しかしながら状況によっては、かかる領域にバランス修正用削刻部を形成して材料を削り取るのでは、十分な量の材料を削り取ることができないことがあり、これは、バランス修正用削刻部を形成して材料を削り取る羽根車上の領域としては、羽根車の中心からできるだけ大きく離隔した領域が望ましいためである。そして、最悪の場合には、不良品として廃棄される製品の廃棄率が増大することにもなりかねない。
【０００４】
また、フライス切削加工により形成されたバランス修正用削刻部では、そのバランス修正用削刻部の底面に相当する部分に、即ち羽根車の肉厚が非常に薄くなっている部分に、大きな材料応力が作用することになる。このことは、アンバランスを軽減ないし解消するのに十分な量の材料を削り取るために、羽根車の肉厚のかなりの深さに亘って材料を削り取らねばならないことを意味している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０  ２０１０  ０４８  ０９９  Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、より好適にバランス修正を施せるように改良を加えた排気ガスターボチャージャの羽根車、かかる改良を加えた排気ガスターボチャージャ、及びかかる改良を加えた排気ガスターボチャージャの回転体アセンブリのバランス修正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の目的は、特許請求の範囲における請求項１に記載した特徴を備えた排気ガスターボチャージャの羽根車、請求項３に記載した特徴を備えた排気ガスターボチャージャ、及び請求項４に記載した特徴を備えた排気ガスターボチャージャの回転体アセンブリのバランス修正方法により達成される。その他の請求項は、本発明の好適且つ重要な構成上の特徴を備えた特に有利な構成例を記載したものである。
【０００８】
本発明の第１の態様は排気ガスターボチャージャの羽根車に関する。該羽根車は、前記排気ガスターボチャージャのハウジングの中に回転軸心を中心として回転可能に支持されるものである。該羽根車は羽根車ハブを備え、該羽根車ハブは羽根車背面板と該羽根車背面板から間隔を置いて設けられた羽根車正面板とを有する。前記羽根車ハブ上に、前記羽根車背面板と前記羽根車正面板との間を延在する複数枚の羽根車翼が形成されており、前記複数枚の羽根車翼のうちの第１翼と、該第１翼の隣に位置する前記複数枚の羽根車翼のうちの第２翼との間に形成された翼間流路にバランス修正用削刻部が形成されている。本発明よれば、前記バランス修正用削刻部の幅が前記バランス修正用削刻部の長さより小さい。換言するならば、前記バランス修正用削刻部は、従来のバランス修正用削刻部のような幅と長さとが実質的に同寸法のスポット形状（小円形状）ではなく、前記羽根車の周方向に延在する形状である。
【０００９】
その利点とするところは、バランス修正用削刻部が大形化すること、バランス修正用削刻部の最大応力作用箇所がバランス修正用削刻部の辺縁部へ移動すること、そしてその辺縁部が、従来のバランス修正用削刻部の場合と比べて、羽根車のより厚さの大きな領域に位置することにある。これによって羽根車の強度及び耐久性が向上する。
【００１０】
バランス修正用削刻部が以上のように形成されているため、前記羽根車を備えた回転体アセンブリ、即ち、回転軸を備え該回転軸に本発明に係る羽根車が一体回転するように連結された回転体アセンブリは、高度にバランスの取れた回転体アセンブリとなり、その結果として、その回転体アセンブリは、排気ガスターボチャージャの動作中に、アンバランス状態が皆無または略々皆無の非常に良好な回転運動を行うものとなる。
【００１１】
本発明に係る羽根車の１つの構成例では、前記バランス修正用削刻部は湾曲形状に形成されている。この湾曲形状はバランス修正半径を有する円弧に沿った形状とすることが望ましい。ここでのバランス修正半径とは、羽根車の回転軸心から、バランス修正用削刻部を形成すべき指定位置までの距離に相当する。バランス修正用削刻部は羽根車の回転運動のアンバランスを軽減ないし解消する目的で形成されるものであるから、バランス修正用削刻部の形状はその回転運動に適合した形状とすることが望ましいのである。
【００１２】
本発明の第２の態様は、例えばエンジンなどに用いられる排気ガスターボチャージャに関する。該排気ガスターボチャージャはハウジングの中に回転可能に支持された回転体アセンブリを備え、該回転体アセンブリは回転軸と、該回転軸に一体回転するように取付けられた本発明に係る羽根車とを備える。本発明の第１の態様に関する好適構成例は本発明の第２の態様に関する好適構成例でもあり、また逆に、本発明の第２の態様に関する好適構成例は本発明の第１の態様に関する好適構成例でもあるといえる。
【００１３】
かかる排気ガスターボチャージャにおける前記回転体アセンブリは、前記羽根車に良好にバランス修正が施された結果として、またひいては該回転体アセンブリに良好にバランス修正が施された結果として、極めて静かな回転運動を行うものとなっており、これは排気ガスターボチャージャの動作効率の向上と使用寿命の長期化とをもたらす。
【００１４】
本発明の第３の態様は、排気ガスターボチャージャのハウジングの中に回転可能に支持される回転体アセンブリのバランス修正方法に関し、また特に、回転体アセンブリの羽根車であって、該羽根車の羽根車ハブ上に設けられた複数枚の羽根車翼を備える羽根車のバランス修正方法に関する。。前記複数枚の羽根車翼のうちの少なくとも１枚の第１翼と、該第１翼の隣に位置する前記複数枚の羽根車翼のうちの第２翼との間に、流路底面を有する翼間流路が形成されており、前記流路底面にバランス修正用削刻部が形成されている。本発明によれば、幅よりも長さの方が大きいバランス修正用削刻部を形成するために、加工工具または前記羽根車を前記羽根車の周方向に移動させる。その利点とするところは、このように移動させるようにしたことから、前記加工工具を所定のｘ−ｙ調節位置に位置付けた上で、前記加工工具または前記羽根車を実質的に旋回運動させるだけで、長さと幅とが実質的に等しいスポット形状（小円形状）とは異なる形状の前記バランス修正用削刻部を形成することができる。換言するならば、前記加工工具の旋回移動、または前記羽根車ないし前記回転体アセンブリの旋回移動を付加するだけで、前記バランス修正用削刻部を形成することができ、前記加工工具のｘ−ｙ調節位置を変化させる必要がないということである。
【００１５】
前記バランス修正用削刻部を低コストで形成するには、材料を削り取る加工方法を用いるのがよく、即ち、材料を削り取ることで前記バランス修正用削刻部を形成するとよく、特に望ましいのはフライス切削加工を用いることである。
【００１６】
本発明の更なる利点、特徴、及び細部構成については、以下に示す好適な実施の形態についての説明を参照し、また添付図面を参照することにより明らかとなる。以上の説明中で言及した様々な特徴及びそれら特徴の組合せ、並びに、添付図面に関連した以下の説明中で言及し、及び／または、図面中に示す様々な特徴及びそれら特徴の組合せは、それら説明ないし図面に示した通りの組合せで利用し得るばかりでなく、それとは異なる組合せで利用することもでき、また、個々の特徴を単独で利用することも可能なものであって、そのように特徴を利用した場合でも本発明の範囲から逸脱するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来例に係る羽根車の一部分を示した斜視図である。
【図２】本発明に係る羽根車の一部分を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示されるように、従来例に係る排気ガスターボチャージャ３の回転体アセンブリ２には羽根車１が形成されている。羽根車１はコンプレッサ羽根車として構成されている。回転体アセンブリ２は、このコンプレッサ羽根車１と、不図示のタービン羽根車とを含んでいる。不図示のタービン羽根車は、不図示の回転軸を介してコンプレッサ羽根車１に一体回転するように連結されている。
【００１９】
回転体アセンブリ２は、排気ガスターボチャージャ３の不図示の軸受部の中に、この回転体アセンブリ２の回転軸心４を中心として回転可能に支持されている。前述の不図示のタービン羽根車は、排気ガスターボチャージャ３の貫流流路として形成された不図示の排気流通部の中に回転可能に収容されている。排気ガスターボチャージャ３は不図示のエンジンに、そのエンジンの排気ガスがこの排気ガスターボチャージャ３に流入するように接続されている。排気流通部の不図示の流入流路を介して流入するそのエンジンの排気ガスが、タービン羽根車を駆動して回転させる。
【００２０】
タービン羽根車は、不図示の吸気流通部の中に回転可能に収容されているコンプレッサ羽根車１に回転軸を介して一体回転するように連結されているため、タービン羽根車が回転すればコンプレッサ羽根車１も回転し、それによって空気の吸入及び圧縮が行われる。圧縮された空気は吸気流通部の不図示の流出流路を介してエンジンへ供給される。
【００２１】
コンプレッサ羽根車１は複数枚の羽根車翼５を備え、それら羽根車翼５はコンプレッサ羽根車１の羽根車ハブ６上に設けられており、それら羽根車翼５によってコンプレッサ羽根車１は空気を吸入する。羽根車ハブ６は、羽根車背面板７と、この羽根車背面板７から間隔を置いて設けられた不図示の羽根車正面板とを有する。複数枚の羽根車翼５は、羽根車正面板から羽根車背面板７まで延在して、羽根車ハブ６上に設けられている。複数枚の羽根車翼５のうちの互いに隣り合う２枚の翼（ここではそれらを第１翼８及び第２翼９と称する）の間には、流路底面１１を有する翼間流路１０が形成されており、かかる翼間流路に沿って空気が流動する。
【００２２】
回転体アセンブリ２の回転運動を、極めて静かな回転運動とするために、コンプレッサ羽根車１の流路底面１１上にバランス修正用削刻部１２が形成されている。このバランス修正用削刻部１２はフライス切削加工により形成され、その形状はスポット形状（小円形状）であって、そのためこのバランス修正用削刻部１２は、その幅（Ｂ）と長さ（Ｌ）とが実質的に同寸法となっている。
【００２３】
図２には、図１に示される羽根車１と同様にコンプレッサ羽根車として構成されている本発明に係る羽根車１が示されている。ただし本発明に係る羽根車１はタービン羽根車として構成することも可能である。
【００２４】
図２の羽根車１のバランス修正用削刻部１２は、羽根車１の周方向Ｕに延在する形状にに形成されており、実質的に部分円弧形状に形成されている。別の言い方をするならば、このバランス修正用削刻部１２の形状は湾曲形状であり、このバランス修正用削刻部１２は材料を削り取る加工を施すことによって形成される。尚、バランス修正用削刻部１２の形状は直線形状とすることも考えられる。本発明に係る羽根車１のバランス修正用削刻部１２は、その長さ（Ｌ）が、その幅（Ｂ）よりも大きなものである。
【００２５】
バランス修正用削刻部１２は、いわゆる高速バランス調整作業を行うことにより形成されるものであり、その際には、材料を削り取る加工を施すための加工工具を移動させつつ加工を行うようにしてもよく、また、羽根車１ないし回転体アセンブリ２を移動させつつ加工を行うようにしてもよい。形成するバランス修正用削刻部１２が直線形状のものである場合には、加工工具の方を移動させるようにするのが好ましく、一方、形成するバランス修正用削刻部１２が湾曲形状のものである場合には、羽根車１ないし回転体アセンブリ２の方を移動させるようにすることが好ましい。
【００２６】
アンバランスを軽減するのに十分な量の材料を削り取るために、バランス修正用削刻部１２の深さを大きく取るようにするのもよい。ただしその場合には、その深さが、羽根車１の強度に要する厚さＤを確保し得る限度を超えぬよう、留意すべきである。
【００２７】
バランス修正用削刻部１２を湾曲形状とすることで得られる利点は、羽根車から削り取る材料のバランス修正半径を可及的に大きくすることができ、それゆえ、材料を削り取ることで得られるバランス修正効果を可及的に大きくできることにある。これに対して、直線形状のバランス修正用削刻部１２では、円形の羽根車１の、その部分円弧の弦に相当する部分の材料を削り取ることになるため、一般的に、バランス修正半径を可及的に大きくできるのは、そのバランス修正用削刻部１２の両端だけとなる。
【００２８】
バランス修正用削刻部１２を形成するための方法としては、基本的に、材料を削り取るためのいかなる方法をも用いることができ、即ち、材料を削り取ることができる方法でありさえすれば、任意の方法を用い得る。特に、羽根車１がタービン羽根車として構成される場合には、その方法を研削加工とすることが考えられる。また、レーザー加工によって材料を削り取るようにしてもよい。また、羽根車１の外周縁部に切削加工を施すことでバランス修正用削刻部１２を形成するのもよい。特に、その方法をフライス切削加工とすることにより得られる利点として、それが表面加工方法として有力な方法であること、それに、他の加工方法と比べてコスト的により有利な方法であることがあり、これら利点は、フライス切削加工が低コストでしかも融通性をもって適用し得る方法であることによるものである。
【００２９】
不図示の１つの実施形態として、バランス修正用削刻部１２の形状を、その長さＬの少なくとも一部分が径方向に延在する形状としたものがある。また更に、バランス修正用削刻部１２の形状を、その長さＬの全長に亘って径方向に延在する形状とすることも可能である。
【図１】
2019519718.tif 000003
【図２】
2019519718.tif 000004
【国際調査報告】
2019519718.tif 000005
2019519718.tif 000006
2019519718.tif 000007
2019519718.tif 000008